진단용 초음파 변형률 영상에서 전역 균일 신장에 의한 콘트라스트 향상

권성재,정목근,Kwon, Sung-Jae,Jeong, Mok-Kun 한국음향학회 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.8

기존의 초음파 의료용 탄성영상에서 변형률 영상을 모니터에 표시할 때 인간 시각 특성을 반영하여 단단한 부위는 어둡게 표시하고 무를수록 밝게 나타낸다. 따라서 종양이나 암이 존재하는 단단한 부위는 어둡게 나타나서 병변 내부의 콘트라스트는 저하되어 나타난다. 병변 영역은 단단하여 변형률 영상에서 어둡게 나타나므로 병변 내부를 좀 더 자세히 진단하는 방법으로, 누른 후의 신호를 누른 변형률만큼 다시 신장시켜서 얻는 전역 균일 신장 방법을 적용하여 영상의 명암을 반전시킴으로써 병변 부분의 콘트라스트를 올리는 방법을 제안하였다. 의료용 초음파 영상 진단기를 이용하여 탄성 모사 팬텀에서 초음파 데이터를 얻어서 제안한 알고리즘을 검증하여 유용성을 확인하였다. 전역 균일 신장 없이 회색조 컬러 맵을 반전해서 얻은 변형률 영상법에 비해 콘트라스트 대 잡음비가 최대 1.8배 정도 향상되었다. In conventional diagnostic ultrasound strain imaging, when displaying strain image on a monitor, human visual characteristics are utilized such that hard regions are displayed as dark and soft regions are displayed as bright. Thus, hard regions representing tumor or cancer are displayed as dark, decreasing the contrast inside the lesion. Because the lesion area is stiff and thus displayed as dark, a method of inverting the image brightness and thereby increasing the contrast in the lesion for better diagnostic purposes is proposed wherein a postcompression signal is extended in the time domain by a factor corresponding to the reciprocal of the amount of the applied compression using a technique termed globally uniform stretching. Experiments were carried out to verify the proposed method on an ultrasound elasticity phantom with radio-frequency data acquired from a diagnostic ultrasound clinical scanner. It is found that the new method improves the contrast-to-noise ratio by a factor of up to about 1.8 compared to a conventional strain imaging method that employs a reversed gray color map without globally uniform stretching.

Velocity Vector Imaging

권성재,Kwon, Sung-Jae The Acoustical Society of Korea 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.e1

Nowadays, ultrasound Doppler imaging is widely used in assessing cardiovascular functions in the human body. However, a major drawback of ultrasonic Doppler methods is that they can provide information on blood flow velocity along the ultrasound beam propagation direction only. Thus, the blood flow velocity is estimated differently depending on the angle between the ultrasound beam and the flow direction. In order to overcome this limitation, there have been many researches devoted to estimating both axial and lateral velocities. The purpose of this article is to survey various two-dimensional velocity estimation methods in the context of Doppler imaging. Some velocity vector estimation methods can also be applied to determine tissue motion as required in elastography. The discussion is mainly concerned with the case of estimating a two-dimensional in-plane velocity vector involving the axial and lateral directions.

다중 경로 고스트의 모델링 및 시뮬레이션 연구

권성재,Kwon, Sung-Jae 한국컴퓨터산업학회 2005 컴퓨터産業敎育學會論文誌 Vol.6 No.5

This paper proposes a new method of mathematically modeling and computer simulating television ghosts wherein television signals that have undergone multipath fading are generated without using approximations by considering the attenuation, time delay, phase, and timing jitter between consecutive frames. Conventional methods used polynomial interpolation or complex arithmetic to take into account the ghost phase, but our method uses only real arithmetic by employing the Hilbert transform and also reduces the computation time using the FFT (fast Fourier transform) algorithm. Furthermore, it is also possible to observe the transmit waveforms in both RF and IF ranges. Various ghost patterns generated in software provide for essential data required for the development of ghost canceling algorithms, and are deemed to be very useful in analyzing the constituent blocks of the transmitter and receiver chain in television broadcasting. The development of ghost cancelers needs to be preceded by the task of mathematically modeling ghosts and their extensive computer simulations. 본 논문은 고스트를 포함하는 텔레비전 영상신호의 송수신 과정을 수학적으로 모델링하여 감쇠, 지연시간, 위상 및 타이밍 지터를 고려한 고스트를 근사화를 전혀 하지 않고 컴퓨터를 이용하여 발생시킬 수 있도록 해주는 수학적 모델링 및 컴퓨터 시뮬레이션 방법을 제안한다. 종래에는 다항식 보간, 복소수 처리 등으로 고스트의 위상을 고려했으나 본 논문에서는 힐버트 변환을 도입하여 실수 처리만으로 임의의 위상을 가진 고스트를 정확하게 만들어 줄 수 있게 하고 고속 푸리에 변환을 사용하여 컴퓨터 수행시간을 단축할 수 있게 해준다. 또한 기저 대역에서가 아니라 IF 및 RF 주파수 범위에서 신호의 파형을 관찰할 수 있도록 하였다. 소프트웨어적으로 발생시킨 고스트 패턴은 고스트 제거 알고리듬의 개발에 필요한 데이터를 제공해 줄 뿐만 아니라 텔레비전 신호의 송수신계 전체를 구성하는 각 블록의 역할을 분석하는 데에도 매우 유용하다. 이러한 고스트 발생 과정의 모델링 및 시뮬레이션 작업은 고스트 제거기를 제작하기 전에 선행되어야 할 필요가 있다.

삼치 시퀀스의 상관함수 특성 개선 연구

권성재(Sung-Jae Kwon) 한국산업정보학회 2002 한국산업정보학회 학술대회논문집 Vol.2002 No.11

초음파 도플러 컬러 유동 사상에서 신호 대 잡음비 특성의 향상

권성재(Kwon, Sung-Jae) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.5

초음파 컬러 유동 사상에서 가장 많이 사용되는 Kasai 알고리듬은 래그-1 자기상관 방법으로서 적은 계산량 으로 비교적 우수하게 도플러 평균주파수를 추정한다. 하지만 특히 깊은 곳을 영상화하는 경우 낮은 신호 대 잡음비 로 인해 추정성능이 저하된다. 본 논문에서는 낮은 신호 대 잡음비에서도 Kasai 알고리듬보다 우수한 디에일리어스된 래그-2 자기상관방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다. 제안한 방법은 잡음이 존재하는 경우 도플러 평균주파수 추정 성능을 평균 자승 오차 측면에서 전반적으로 약 2~3dB 정도 개선시켜줌을 확인하였다. Being the most widely used in ultrasound Doppler color flow mapping, the Kasai algorithm, also known as lag-1 autocorrelation method, is capable of estimating the Doppler mean frequency relatively accurately with a modest amount of computation. Particularly in the case of imaging deep lying areas, however, its performance suffers due to low signal-to-noise ratios. The purpose of this paper is to propose a dealiased lag-2 autocorrelation method which is superior to the Kasai algorithm even at low signal-to-noise ratios and to compare their performances through simulations. The proposed algorithm is found to be better by about 2 to 3 dB than the Kasai algorithm in terms of Doppler mean frequency estimation error in the presence of measurement noise.

초음파 영상 시스템에서 새로운 도플러 평균주파수 확장 방법

권성재(Kwon, Sung-Jae) 한국산학기술학회 2007 한국산학기술학회논문지 Vol.8 No.5

기본적으로 초음파 영상 시스템은 반사 계수를 보는 B-모드와 혈류의 속도를 구하는 도플러 영상 모드를 구비하고 있다. 본 논문에서는 도플러 영상 모드에서 혈류의 속도를 나타내는 도플러 주파수가 펄스반복주파수의 1/2을 초과하는 경우 발생하는 에일리어싱 현상을 검출해 보상하는 새로운 방법을 제시하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 타당성을 보여준다. 본 논문에서 제안하는 방법은 추정 가능한 도플러 주파수를 확장시켜 줄 뿐만 아니라 잡음에 대해서도 강인한 특성을 가진다. 시뮬레이션 결과 신호 대 잡음비가 약 20dB로 낮은 경우에도 에일리어성을 제대로 보상할 수 있음을 알 수 있었다. Basically, an ultrasonic imaging system has two fundamental imaging modes available. One is the B-mode imaging modality which provides an image of reflection coefficient, and the other is the Doppler color flow mode that maps blood flow inside the human heart and blood vessels. This paper presents a new method of detecting and compensating for aliasing that occurs when the Doppler frequency exceeds one-half of the pulse-repetition frequency (PRF). Its validity is shown by computer simulation. The new method not only extends the measurable Doppler frequency, but also helps to reduce the effect of noise. The results show that the aliasing can be compensated for correctly for signal-to-noise ratios down to 20 dB.

초음파 탄성 영상 알고리듬

권성재(Sung-Jae Kwon) 한국비파괴검사학회 2012 한국비파괴검사학회지 Vol.32 No.5

초음파를 사용해 음속도, 감쇠 계수, 밀도, 비선형 B/A 파라미터 등을 측정하여 인체 조직의 특성을 정량적으로 영상화하고자 하는 연구가 1980년대부터 많이 진행되어 왔으나 아직 상용화 단계에는 도달하지 못했다. 하지만 1990년대 초에 시작된 탄성 영상법은 최근 들어 초음파 진단기에 상용화되어 임상에서 B-모드 영상법과 함께 전립선, 유방, 갑상선, 간, 혈관 등을 진단하기 위한 보완적이며 더 정량적인 모드로 사용되고 있는 단계에 진입하였다. 본고에서는 주로 준정적 또는 정적탄성 영상법에 사용되는 여러 가지 알고리듬을 소개하고 특성을 비교하고자 한다. 대부분의 알고리듬은 상호상관함수 또는 자기상관함수 방법에 그 기반을 두고 있으며 전자는 래그를 변화시켜가면서 시간 이동량을 찾지만 후자는 보간 과정 없이 고정된 래그에서의 위상차로부터 시간 이동량을 바로 구해 변위를 추정하는 점이다. Since the 1980s, there have been many research activities devoted to quantitatively characterizing and imaging human tissues based on sound speed, attenuation coefficient, density, nonlinear B/A parameter, etc., but those efforts have not yet reached the stage of commercialization. However, a new imaging technology termed elastography, which was proposed in the early 1980s, has recently been implemented in commercial clinical ultrasound scanners, and is now being used to diagnose prostates, breasts, thyroids, livers, blood vessels, etc., more quantitatively as a complementary adjunct modality to the conventional B-mode imaging. The purpose of this article is to introduce and review various elastographic algorithms for use in quasistatic or static compression type elasticity imaging modes. Most of the algorithms are based on the crosscorrelation or autocorrelation function methods, and the fundamental difference is that the time shift is estimated by changing the lag variable in the former, while it is directly obtained from the phase shift at a fixed lag in the latter.

단일 칩 8비트 마이크로컨트롤러의 설계 및 구현

권성재(Sung Jae Kwon),안정일(Jung Il Ahn),박성환(Sung Hwan Park) 한국산업정보학회 2006 한국산업정보학회논문지 Vol.11 No.4

베트남 하노이 한국국제학교 학생들의 체육활동 실태 및 요구분석

권성재 ( Sung Jae Kwon ) 중앙대학교 학교체육연구소 2013 Asian Journal of Physical Education of Sport Scien Vol.2 No.-

그 동안의 선행 연구들을 살펴보면, 재외 한국학교에 대한 교육과정 위주의 여러 연구가 수행되어 온 반면, 국가 사회적 변화에 따라 활발히 진행되어 온 교과별 교육의 실태 분석은 미진한 상황이다. 이에 따라본 연구는 베트남 하노이 한국국제학교 학생들의 체육활동 실태를 파악하고 학생들의 요구를 분석하는데 목적을 두고 있다. 본 연구의 대상은 베트남 하노이 한국국제학교 학생 209명이며, 조사절차는 직접방문을 통해 설문조사가 이루어졌다. 그 결과, 첫째, 정규 체육 수업에서는 학생들이 대부분 ‘경쟁활동’을 학습하고 있으며, 각 교육과정 대영역에서는 실기위주의 다양한 체육활동을 학습하는 것으로 나타났다. 둘째, 정규 체육 수업 이외의 학교체육 활동을 조사한 결과, 40% 이내의 학생들이 ‘적극적’인 편으로 체육 활동에 참여하고 있으며, 학교 이외의 장소에서 절반 정도의 학생들은 주로 친구와 ‘주 2-3회’이상 체육활동을 수행하고 있는 것으로 나타났다. 셋째, 학교체육 시설과 환경에 대한 인식을 조사한 결과, 절반이상의 학생들이 긍정적인 인식을 가지고 있으며, 특히 남학생이 여학생보다 긍정적인 인식을 가지고 있었다. 끝으로, 학교 체육활동 요구를 분석한 결과, 학교 정규 체육 활동과 방과 후 체육 활동의 모든 부분에서 다양한 요구를 제시한 것으로 나타났으며, 특히 학교 정규 체육 활동과 방과 후 체육 활동 영역에서 모두 남학생이 여학생보다 높은 체육 활동 요구를 제시한 것으로 나타났다. 위와 같은 결과를 통해 재외한국학교 학생들의 체육 활동을 지속적으로 지원하기 위한 체육교육에 대한 장기적인 추후 연구와 관련 정책 연구가 수행될 필요가 있다. Previous studies have been conducted mainly on the educational curriculums of Korean schools abroad. However, the educational curriculums that reflect national and social changes were scarcely performed. The objective of the study is to grasp the current physical activities of the students in Vietnam Hanoi Korean international school and analyze the needs of the students. The data were collected from 209 students. A survey was conducted through personal visits. The results are as follow. First, in regular physical classes, the students were mostly learning ``competition activity``. Second, 40% or less students were actively participating school physical activities apart from the regular PE classes. Third, more than a half of the students had a positive attitude toward the facilities and environment of the school physical education. In this regard, male students showed higher attitude than female students. Finally, the students showed high level of needs in both PE classes and after-school physical activity programs.

Reconstruction Error Analysis in Sector Scan Conversion

Sung Jae Kwon(권성재),Min Hwa Lee(이민화),Song Bai Park(박송배) 대한전자공학회 1985 대한전자공학회 학술대회 Vol.1985 No.6